Устройство для токовой защиты шин с присодинениями Советский патент 1978 года по МПК H02H7/26 H02H3/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАШИТЫ ШИН С ПРИСОЕЛМНЕНИЯМИ

Предлагаемое изобретение относится к области релейной защиты элементов электрических систем и может быть использовано в качест ве резервной защиты присоединений и быстродействующей защиты шин 3-20 кВ. Известны защиты питаемых присоединений в виде токовых или дистанционных защит, устанавливаемых на питающем присоединении 1. Известно также обеспечивающее более высокую чувствительность устройство токовой защиты питаемых присоединений для резервирования отказов выключателей Последнее устройство по технической сущности и рещаемой задачи является блнжайщим прототипом. Устройство состоит из подключенных к трансформаторам тока питаемых присоединений схем преобразования вторичных токов в пропорциональные напряжения схем выпрямления, вхс ы которых подключены к выходам схем преобразования, а выходы включены параллельно на вход реагирующего элемента напряжения. К выходу реагирующего эле.мента напряжения подключен элемент выдержки времени, действующий через выходной элемент на отключение выключателя питающего присоединения. Указанное устройство не действует при коротких замыканиях на тинах, что является недостатком. Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия при замыканиях на шинах. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты шин с присоединениями, содержащее подключенные к трансформаторам тока присоединений преобразователи тока в напряжение, выходы которых через выпрямители включены параллельно на вход элемента напряжения, последовательно соединенного с элементом выдержки времени, и выходной элемент, дополнительно введены два токовых элемента, первый включен между одним из входов элемента напряжения и одним из выходов выпрямителя питаемого присоединения, а второй между тем же в.кодом напряжения и общей точкой выпрямителей потребляемых присоединений, причем выход второго токового элемента через дополнительный логический элемент НЕ и выходы первого токового элемента и элемента напряжения непосредственно через дополнительные последовательно соединенные логические элементы И и ИЛИ подключены к выходному элементу, а выходы элемента выдержки времени и второго

токового элемента через второй логический элемент И и логический элемент ИЛИ также присоединены к выходному элементу.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для токовой защиты содержит питаемое приспособление 1, потребляемые присоединения 2-4, шины 5, трансформаторы тока 6, преобразователи 7 тока в напряжение, выпрямители 8, эле.мент 9 напряжения, токовые элементы Ю-II, логический элемент НЕ 12, логические элементы И 13, 14, элемент 15 выдержки времени, логический элемент ИЛИ 16, выходной эле.мент 17, логический блок 18.

Устройство состоит из функционального и логического блоков.

Функциональный блок состоит из преобразователей 7, выпрямителей 8, элемента 9 напряжения и элементов тока 10 и 11.

Логический блок 18 состоит из элемента выдержки времени 15, логического элемента НЕ 12, логических элементов И 12 и 13, логического элемента ИЛИ 16 и выходного элемента 17.

Функциональный блок устройства работает следующим образом.

Выпрямители 8 и элемент 9 .напряжения образуют диодный максиселектор, поэтому ко входу элемента 9 напряжения подводят наибольщее из напряжений на выходах преобразователя 7. При этом ток протекает только через тот выпрямитель, на входе которого имеется наибольшее напряжение. Значение напряжения на выходах преобразователей 7 определяется значением тока на его входе и коэффициентом передачи.

Напряжение на входе элемента напряжения 9 определяется первичны.м током того присоединения, для которого отнощение этого тока к току срабатывания на этом присоединении является наибольшим, что следует из условия выбора коэффициента передачи.

При коротко.м за.мыкании на питаемом присоединении, хотя ток короткого замыкания протекает по питающему и поврежденному потребляе.мому присоединениям, наибольщее напряжение будет на выходе преобразователя поврежденного потребляемого присоединения.

В существующих электрических сетях ток срабатывания защиты питающего присоединения, как правило, в несколько раз больше тока срабатывания защиты питаемого присоединения. Поэтому напряжение на выходе преобразователя-поврежденного потребляемого присоединения будет наибольши.м.

Это напряжение подводится ко входу элемента 9 напряжения, причем ток протекает через второй элемент тока 11. Если ток короткого замыкания больше тока срабатывания на поврежденном присоединении, то на выходе элемента 9 напряжения, а также на выходе второго элемента тока И появляются сигналы.

При коротком замыкании на питаемом присоединении токи, протекающие по питающе.му и поврежденному питаемому присоединениям, могут иметь сдвиг по фазе. В этом случае возможно, что в те моменты, когда мгновенное значение напряжения на выходе преобразователя,

установленного в цепи трансформатора тока поврежденного питаемого присоединения близко к нулю, напряжение на выходе преобразователя, установленного в цепи трансфор.матора тока питающего присоединения, имеет наибольшее значение. При это.м ток будет протекать через первый элемент тока 10, и возможно появление сигнала на его выходе.

При коротком замыкании на шинах ток короткого замыкания протекает только по потребляющему присоединению, поэтому напряжение на выходе преобразователя, питающего присоединение, наибольшее. Это напряжение подводится ко входу элемента 9 напряжения, причем ток протекает через первый токовый элемент тока. На выходах элемента 9 напряжения и первого токового элемента 10 появляются сигналы.

Логический блок устройства работает следующим образом.

При коротком замыкании на потребляемом присоединении на выходах элемента 9 напряжения и второго токового элемента I1 появляются сигналы. Возможно также появление сигнала на выходе первого токового элемента 10. При наличии сигнала на выходе второго токового элемента 11 сигнал на выходе логического элемента НЕ 12 отсутствует. Поэтому даже появление сигнала на выходе первого токового элемента 10 не приводит к неселективному отключению шин без выдержки времени.

При появлении сигнала на выходе элемента 9 напряжения пускается элемент выдержки времени 15, и по истечении заданного вре.мени его на выходе появляется сигнал. Сигналы с выходов элемента выдержки времени 15 и второга токового элемента 11 через логические элементы И 13 и ИЛИ 16 подаются на выходной элемент 17, действующий на отк тючение выключателя питающего присоединения.

При коротком замыкании на шинах на выходах элемента 9 напряжения и первого токового элемента 10 появляются сигналы. На выходе второго токового элемента 11 сигнал отсутствует, поэтому на выходе логического элемента НЕ имеется сигнал. На все входы логического элемента И 14 поступают сигналы, поэтому с выхода логического эле.мента И 14 через логический элемент ИЛИ 16 подается сигнал на выходной элемент 17, и происходит отключение без выдержки времени выключателя питающего присоединения.

В качестве токовых элементов 10, 11 в устройстве могут быть использованы полупроводниковые или электромеханические реле тока с малым входным сопротивлением.

Использование предлагаемого устройства позволяет отключать короткие замыкания на шинах без выдержки времени и те.м самым уменьшать ущерб повреждения.

Формула изобретения

Устройство для токовой зашиты шин с присоединениями, содержащее подключенные к трансформаторам тока присоединений преобразователи тока в напряжение, выходы которых

через выпрямители включены параллельно на вход элемента напряжения, последовательно соединенного с элементом выдержки B|jt.MeHH, и выходной элемент, отличающееся тем, мто, с целью повышения чувствительности и быстродействия при замыканиях на шинах, дополнительно введены два токовых элемента, первый включен между одним из входов элемента напряжения и одним из выходов выпрямителя питаемого присоединения, а второй между тем же входом элемента напряжения и общей точкой - выпрямителей потребляемых присоединений, причем выход второго токового элемента через дополнительный логический элемент НЕ и выходы первого токового элемента и элемента напряжения непосредственно через дополнительные последовательно соединенные логические элементы И и ИЛИ подключены к выходному элементу, а выходы элемента выдержки времени и второго токового элемента через второй логический элемент И и логичсокий элемент ИЛИ также присоединены к ныхидному элементу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Должанский В. М. и др. Резервирование отказов выключателей и защит реактированных кабельных линий 3-20 KR, сб. «Повышение надежности энергосистем, вы. П.Иваново 1975, с. 126-129.